HKT在植物离子稳态和响应非生物逆境胁迫中的作用

K^(+)在植物生长发育及抵御非生物胁迫中扮演着重要角色。高亲和性K^(+)转运蛋白(high-affinity K^(+)transporter,HKT)是最重要的阳离子转运蛋白家族之一,广泛参与植物K^(+)和Na^(+)吸收与转运。大量研究表明,HKT家族基因表达受Ca^(2+)、腐植酸和胞嘧啶甲基化等调控;其介导植物体内Na^(+)长距离运输以及维持K^(+)和Mg^(2+)稳态平衡,在植物抗逆性中发挥着关键作用。本研究对HKT家族的发现、结构与分类、生物学功能、表达与调控机制及其响应非生物胁迫等方面的研究成果加以综述,并对其未来研究方向进行展望,以期为农作物抗逆性遗传改良提供理论依据和基因资源。

Na^+、K^+、Ca^(2+)对植物耐盐性影响的研究进展

介绍了植物耐盐性机理,综述了Na+/H+逆转蛋白、K+稳态和外源Ca2+对植物在盐胁迫下的生理调节,阐明了离子对于植物耐盐性的重要作用,指出研究Na+、K+、Ca2+对植物耐盐性的影响,将对促进作物的高产稳产、加强盐渍土的治理和综合开发利用具有重要意义。

CBL互作蛋白激酶GmCIPK10增强大豆耐盐性

盐胁迫严重威胁大豆产量和品质。类钙调磷酸酶B亚基互作蛋白激酶(CIPKs)在植物应对环境胁迫过程中发挥重要作用。但是,目前对大豆CIPKs的生物学功能知之甚少。本研究从大豆基因组克隆到GmCIPK10。生物信息学分析结果表明,GmCIPK10属于不含内含子型CIPKs,包含一个丝氨酸(Ser)/苏氨酸(Thr)蛋白激酶结构域和NAF/FISL基序。表达模式分析结果表明,在盐(NaCl)、甲基紫精(MV)和过氧化氢(H_(2)O_(2))处理下,GmCIPK10的转录水平升高。在拟南芥和大豆毛状根中过表达GmCIPK10能够提高转基因植株的抗盐性。进一步的生理指标测定发现,在盐胁迫下,过表达GmCIPK10能够降低转基因植株中丙二醛(MDA)和H_(2)O_(2)积累,增强抗氧化酶活性以及降低钠离子(Na^(+))/钾离子(K^(+))比值。此外, qRT-PCR分析发现GmCIPK10促进抗氧化和耐盐相关基因表达响应盐胁迫。酵母双杂交、Pull-down和双分子荧光互补试验结果证明GmCIPK10与钙离子(Ca^(2+)感应器GmCBL4相互作用。这些结果为解析CBL-CIPK信号通路在大豆盐胁迫应答的作用提供了参考。

水杨酸增强植物抗盐性机制研究进展

水杨酸作为植物体内的信号物质，除了参与植物生长发育的调控，在植物抗盐胁迫过程中也发挥着重要的作用。本文从Na^＋的吸收与区域化以及K^＋稳态两方面综述了水杨酸在植物抗盐性形成过程中的作用。

基于花生//高粱间作模式的花生盐胁迫耐受性效应研究

【目的】研究旨在探究花生//高粱间作下花生对盐胁迫的响应,以期为逆境栽培提供新的视角。【方法】本试验以耐盐花生品种(花育25)和耐盐高粱品种(辽杂15)为试验材料,在正常(N)和0.25%盐胁迫(S)条件下设置花生单作(SP)和花生//高粱间作(IP),分别为正常土壤条件下单作花生(N-SP);正常土壤条件下间作花生(N-IP);盐胁迫条件下花生单作(S-SP)和盐胁迫条件下花生间作(S-IP),共4个处理组合。通过连续2年进行田间种植箱模拟试验,测定花生盐耐受指数(STI)、邻体效应指数(RII)、Na^(+)/K^(+)和根际养分等指标,研究不同种植模式下花生对盐胁迫的响应。【结果】花生//高粱间作模式下,花生RII均为负值,但在盐胁迫条件下,特别是连续种植2年后,S-IP处理组的负RII明显减弱,STI明显提高。在2019年,S-IP处理负RII较2018年降低了66.78%,相较N-IP处理降低了88.76%。2018和2019年S-IP处理STI相较S-SP处理均提高了27%左右。此外,花生//高粱间作有利于不同类型根系的发育,从而改变整体根系分布与结构并影响花生根际养分。其中N-IP处理根际土壤养分含量相较N-SP处理平均升高6.19%,S-IP处理根际土壤养分含量相较S-SP处理平均升高3.73%。盐胁迫条件下土壤钾素含量相较正常土壤条件显著增加,这可能是植物维持根际土壤Na^(+)/K^(+)稳态的初始防御响应,从而通过影响Na^(+)、K^(+)的选择性吸收与运输调控了花生体内Na^(+)/K^(+)稳态。相较S-SP处理,S-IP处理叶片Na^(+)/K^(+)降低了20.63%,叶片盐害系数(LSHC)减少了53.95%,光合潜力和光能转化效率得到明显改善,干物质积累能力和产量潜力也得到提高。其中S-IP增产潜力最为明显,相较2018年,2019年S-IP处理产量增加了17.95%。【结论】盐胁迫下连续花生//高粱间作能有效缓解花生的负相互作用,显著提高了花生盐耐受指数,并通过改善土壤养分状况和调控花生Na^(+)/K^(+)稳态缓解盐胁迫,维持了干物质积累能力和提高了产量潜力。